DE102014214640A1 - Method for producing a component from heat-treated cast iron - Google Patents

Method for producing a component from heat-treated cast iron Download PDF

Info

Publication number
DE102014214640A1
DE102014214640A1 DE102014214640.2A DE102014214640A DE102014214640A1 DE 102014214640 A1 DE102014214640 A1 DE 102014214640A1 DE 102014214640 A DE102014214640 A DE 102014214640A DE 102014214640 A1 DE102014214640 A1 DE 102014214640A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat treatment
base body
cast iron
special heat
processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102014214640.2A
Other languages
German (de)
Inventor
Maik Broda
Ümit Ursavas
Matthias Warkentin
Glen Weber
Christopher K. Palazzolo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Priority to DE102014214640.2A priority Critical patent/DE102014214640A1/en
Priority to CN201510412304.3A priority patent/CN105274299A/en
Priority to US14/806,313 priority patent/US10337089B2/en
Publication of DE102014214640A1 publication Critical patent/DE102014214640A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C37/00Cast-iron alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D5/00Heat treatments of cast-iron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines vergüteten Bauteils aus sonderwärmebehandeltem Gusseisen (AGI). Erfindungsgemäß wird hierzu ein Grundkörper aus Gusseisen bereitgestellt, welcher bevorzugt bereits die Form eines Motorblocks aufweisen kann. Der Grundkörper wird zunächst einer mechanischen Vorbearbeitung (H3a) unterzogen, in deren Rahmen beispielsweise etwaige Bohrungen eingebracht werden können. Anschließend wird der so bereits mechanisch bearbeitete Grundkörper vergütet, indem dieser einer geeigneten Wärmebehandlung (H2), also der Sonderwärmebehandlung unterzogen wird. Eine Nachbearbeitung, also die Erstellung des Endmaßes kann sich anschließen.The invention relates to a method for producing a tempered component made of heat-treated cast iron (AGI). According to the invention, a base body made of cast iron is provided for this purpose, which may preferably already have the shape of an engine block. The main body is first subjected to a mechanical pre-processing (H3a), in whose framework, for example, any holes can be introduced. Subsequently, the already mechanically processed base body is tempered by this is subjected to a suitable heat treatment (H2), so the special heat treatment. A post-processing, ie the creation of the final dimension can follow.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus wärmebehandeltem Gusseisen. The present invention relates to a method for producing a component from heat-treated cast iron.

Metallische Bauteile aus Gusseisen weisen gegenüber solchen durch eine rein mechanische Bearbeitung erzeugten Bauteilen den Vorteil auf, dass deren Formgebung im Wesentlichen bereits während des Gießens erfolgt. Hierbei wird der Gusswerkstoff bis zu seinem Übergang in die Flüssigphase erhitzt und anschließend in einer Form gegossen. Durch dessen Abkühlung erstarrt dieser, so dass ein Grundkörper mit einer vorgegebenen Form entsteht. Insbesondere komplexere Bauteilformen lassen sich hierdurch erst überhaupt oder zumindest wirtschaftlicher erstellen. Letzteres verlangt zumeist höhere Stückzahlen, da der Aufwand und die damit einhergehenden Kosten für die notwendigen Formen vergleichsweise hoch sind.Metallic components made of cast iron have the advantage over such components produced by a purely mechanical treatment that their shaping takes place substantially already during the casting. Here, the casting material is heated to its transition into the liquid phase and then poured into a mold. By cooling it solidifies this, so that a basic body with a predetermined shape is formed. In particular, more complex component shapes can be created at all or at least more economically. The latter usually requires higher quantities, since the effort and the associated costs for the necessary forms are comparatively high.

Typischerweise werden zur Herstellung von Bauteilen aus Guss geeignete Eisenlegierungen verwendet, welche einen hohen Anteil an Kohlenstoff aufweisen. Dieser kann als Graphit oder als Zementit vorliegen. Je nach Art des vorliegenden Kohlenstoffes wird dabei in Grauguss (Graphit) oder weißem Gusseisen (Zementit) unterschieden. Im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften derartigen Gusseisens spielt das Graphit eine Rolle, da weiterhin Gusseisen in solches mit Lamellengraphit oder mit Kugelgraphit unterteilt wird.Typically, suitable iron alloys having a high carbon content are used to make cast components. This can be present as graphite or as cementite. Depending on the type of carbon present, a distinction is made in gray cast iron (graphite) or white cast iron (cementite). With regard to the mechanical properties of such cast iron, graphite plays a role, since cast iron is further subdivided into those with lamellar graphite or nodular graphite.

Durch die eingangs beschriebenen Vorteile wird Gusseisen vermehrt im Automobilbau und hier insbesondere im Bereich der Motorenherstellung verwendet. Dem allgemeinen Trend des Downsizings folgend, welcher im Wesentlichen die Reduzierung des Gewichtes unter Beibehaltung von Festigkeitseigenschaften meint, rückt dabei auch der Werkstoff Gusseisen weiter in den Fokus. Tatsächlich konnten auch für diesen neue Herstellungsverfahren entwickelt werden, mit denen höhere Festigkeitswerte erzielbar sind. So sind nunmehr verschiedene Möglichkeiten der Wärmebehandlung von Gusseisen bekannt, um neben dessen Festigkeitssteigerung gleichzeitig eine Erhöhung der Bruchdehnungseigenschaften zu erzielen. In diesem Zusammenhang wurde ein sonderwärmebehandeltes Gusseisen entwickelt, welches auch als Austempered Gray Iron oder kurz AGI bekannt ist, welches eine überaus hohe Festigkeit mit gutem Dehnverhalten bei gleichzeitig hoher Wechselfestigkeit und Beständigkeit gegenüber Verschleiß aufweist. Die EP 1 032 770 B1 zum Beispiel befasst sich mit einen AGI in Zusammenhang mit Bremsscheiben. Allerdings ist nur der Bremsscheibenkörper selbst aus dem AGI gebildet, wobei die Radnabe der Bremsscheibe aus einem anderen Werkstoff, also z.B. aus einem normalen Gußeisen, Stahlguss oder umgeformten Stahl mit einer Zugfestigkeit größer als 170N/mm2 gebildet ist. Beide Werkstoffe werden durch Verbundgießen der Radnabe mit dem Bremsscheibenkörper unter Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbundstelle im Anschlussbereich zusammengefügt. Nach Abdrehen und Aushärten wird dieses Bauteil einer bainitischen Aushärtung unterworfen und anschließend geschliffen.As a result of the advantages described at the beginning, cast iron is increasingly being used in the automotive industry and here in particular in the field of engine production. Following the general trend of downsizing, which essentially means reducing the weight while maintaining strength properties, the material cast iron is also coming into focus. In fact, it was also possible to develop for this new production process, with which higher strength values can be achieved. Thus, various possibilities of heat treatment of cast iron are now known, in addition to its increase in strength at the same time to achieve an increase in the elongation at break properties. In this context, a special heat-treated cast iron was developed, which is also known as Austempered Gray Iron or AGI briefly, which has a very high strength with good elasticity and high alternating strength and resistance to wear. The EP 1 032 770 B1 For example, it deals with an AGI in connection with brake discs. However, only the brake disk body itself is formed from the AGI, wherein the wheel hub of the brake disk is formed of a different material, for example of a normal cast iron, cast steel or formed steel with a tensile strength greater than 170N / mm 2 . Both materials are joined by composite casting of the wheel hub with the brake disc body to form a cohesive compound in the connection area. After twisting and curing this component is subjected to a bainitic curing and then ground.

Aus den genannten vorteilhaften Eigenschaften (z.B. höhere Festigkeit) ergeben sich allerdings mitunter weitreichende Nachteile für die Herstellungspraxis. Hierbei ist es die Bearbeitung, insbesondere die mechanische Bearbeitung von Bauteilen aus sonderwärmebehandeltem Gusseisen, welche sich aufgrund der gesteigerten Festigkeit und Härte sehr aufwendig gestaltet. Hierbei sind im Wesentlichen die langen Bearbeitungszeiten und der Verschleiß an den Bearbeitungswerkzeugen zu nennen.However, the above advantageous properties (e.g., higher strength) sometimes have far-reaching disadvantages for manufacturing practice. Here it is the processing, in particular the mechanical processing of components made of special heat treated cast iron, which is very expensive due to the increased strength and hardness. Here, the long processing times and the wear on the machining tools are essentially to name.

Angesichts der an sich positiven Eigenschaften von wärmebehandeltem, also vergütetem Gusseisen lässt insbesondere dessen Verarbeitung daher durchaus noch Raum für Verbesserungen.In view of the inherently positive properties of heat-treated, ie, tempered cast iron, its processing therefore leaves room for improvement.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus wärmebehandeltem Gusseisen dahingehend weiterzuentwickeln, um den damit zusammenhängenden Fertigungsaufwand insgesamt zu minimieren und so die Wettbewerbsfähigkeit von Bauteilen aus zwischenstufenvergütetem Gusseisen in Bezug auf die Herstellungskosten zu verbessern. Against this background, the invention has the object to further develop a method for producing a component made of heat-treated cast iron in order to minimize the total associated production costs and thus to improve the competitiveness of components made of intergraded cast iron in terms of manufacturing costs.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die jeweiligen Unteransprüche.According to the invention, this object is achieved by a manufacturing method having the features of claim 1. Further, particularly advantageous embodiments of the invention disclose the respective subclaims.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und damit weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. It should be noted that the features listed individually in the following description can be combined with one another in any technically meaningful manner and thus show further embodiments of the invention.

Hiernach wird ein Verfahren vorgestellt, welches sich zur Herstellung eines Bauteils aus wärmebehandeltem Gusseisen eignet. Unter Wärmebehandlung des Gusseisen wird im Sinne der Erfindung eine solche Sonderwärmebehandlung verstanden, bei welcher sich eine vollständig ausferritische Mikrostruktur bei einer idealerweise 100%ig ausferritischen Härtung des betrefflichen Bauteils einstellt. Die erfindungsgemäße Sonderwärmebehandlung beinhaltet das Abschrecken in einem Salzbad.After that, a method is presented, which is suitable for the production of a component made of heat-treated cast iron. For the purposes of the invention, heat treatment of the cast iron is understood as meaning a special heat treatment in which a completely ausferritic microstructure is established in the case of an ideally 100% ferritic hardening of the relevant component. The special heat treatment according to the invention involves quenching in a salt bath.

Erfindungsgemäß wird hierfür ein Grundkörper aus Gusseisen, also ein Motorblock bereitgestellt. Dieser kann zuvor durch ein geeignetes Gießverfahren erzeugt werden. Neben etwaigen Entgratungsarbeiten zielt die Erfindung insbesondere darauf ab, dass der gegossene Grundkörper, also der Motorblock weitergehende Bearbeitungen verlangt. Hierfür wird der noch nicht wärmebehandelte Grundkörper zunächst einer mechanischen Bearbeitung unterzogen. Erfindungsgemäß wird der so zunächst mechanisch bearbeitete Grundkörper erst anschließend der Sonderwärmebehandlung unterzogen, um dessen Vergütung zu bewirken. Mit anderen Worten erfolgt die Umwandlung des Gusseisens in ein Vergütetes Gusseisen erst nachdem der unvergütete Grundkörper mechanisch bearbeitet wurde.According to the invention, a base body made of cast iron, ie an engine block, is provided for this purpose. This can be generated beforehand by a suitable casting process. In addition to possible Entgratungsarbeiten the invention aims in particular to the fact that the cast base body, so the engine block requires further processing. For this purpose, the not yet heat-treated body is first subjected to mechanical processing. According to the first mechanically processed base body is then subjected to the special heat treatment only to effect its remuneration. In other words, the transformation of the cast iron into a tempered cast iron takes place only after the unfired basic body has been mechanically processed.

Der sich hieraus ergebende Vorteil liegt im Wesentlichen in der Tatsache, dass hierdurch eine zügige und verschleißarme mechanische Bearbeitung des Grundkörpers zu einem Zeitpunkt erfolgen kann, zu dem dieser noch keine erhöhten Festigkeitseigenschaften aufweist. Erst nachdem die mechanische Bearbeitung erfolgt ist, wird die eigentliche Vergütung des Grundkörpers auf dem Wege der Sonderwärmebehandlung, wie diese oben definiert ist, durchgeführt.The resulting advantage lies essentially in the fact that in this way a rapid and low-wear mechanical processing of the body can be done at a time at which this still has no increased strength properties. Only after the mechanical processing has taken place, the actual remuneration of the body is carried out by way of special heat treatment, as defined above.

Besonders bevorzugt kann die hier in Rede stehende mechanische Bearbeitung im Sinne einer Vorbearbeitung betrachtet werden, welche mögliche Nachbearbeitungen, insbesondere mechanische Nachbearbeitungen selbstverständlich nicht zwingend ausschließen muss.Particularly preferably, the mechanical processing in question in the sense of a pre-processing can be considered, which of course does not necessarily exclude possible reworking, in particular mechanical reworking.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass im Rahmen der mechanischen Bearbeitung ein zumindest bereichsweises Honen des Grundkörpers durchgeführt werden kann. Unter Honen wird vorliegend eine zerspanende Feinbearbeitung von Oberflächenbereichen verstanden. Dies erfolgt zumeist mechanisch durch einen Kontakt mit einem entsprechenden Hohnwerkzeug, beispielsweise mit einer Hohnahle. Selbstverständlich kann das Honen auch im Sinne eines Abtrages erfolgen, wie er beispielsweise durch den Einsatz eines Lasers durchführbar ist.According to the invention, it is provided that, within the scope of the mechanical processing, honing of the base body can be carried out at least in regions. Hone is understood herein to mean a fine machining of surface areas. This is usually done mechanically by contact with a corresponding scurfing tool, such as a Hohnahle. Of course, the honing can also take place in the sense of a removal, as it can be carried out for example by the use of a laser.

Weiter wird im Rahmen der mechanischen Bearbeitung des Grundkörpers wenigstens eine Bohrung in oder an diesem angeordnet werden. Unter einer Bohrung wird vorliegend sowohl eine Durchgangsbohrung als auch eine Teilbohrung verstanden, wie beispielsweise ein Sackloch.Furthermore, as part of the mechanical processing of the base body, at least one bore will be arranged in or on this. In the present case, a bore is understood as meaning both a through-bore and a partial bore, for example a blind hole.

Es sei darauf hingewiesen, dass besagtes Honen und/oder Bohren auch im Rahmen etwaiger nachträglicher Bearbeitungen im Anschluss an die Sonderwärmebehandlung, also an die Vergütung des Grundkörpers erfolgen kann. Insofern kann die hier benannte mechanische Bearbeitung auch im Sinne einer Nachbearbeitung verstanden werden. Dies insbesondere vor dem Hintergrund, da Honen zumeist und Bohren mitunter zur Verbesserung der Maß- und/oder Formgenauigkeit von Bauteilbereichen verwendet wird.It should be noted that said honing and / or drilling can also take place in the context of any subsequent processing subsequent to the special heat treatment, that is to the remuneration of the base body. In this respect, the mechanical processing named here can also be understood in the sense of a post-processing. This in particular against the background, since honing mostly and drilling is sometimes used to improve the dimensional and / or dimensional accuracy of component areas.

In vorteilhafter Weise kann der Grundkörper erst nach seiner mechanischen Bearbeitung auf eine Temperatur von z.B. 850 °C bis 950 °C erwärmt werden. Dessen Erwärmung kann besonders bevorzugt im Rahmen seiner Sonderwärmebehandlung, wie diese oben definiert ist, erfolgen. In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, dass die Erwärmung in einem geeigneten Ofen erfolgen kann. Besonders bevorzugt kann die Erwärmung dabei unter Schutzgas erfolgen. Unter Berücksichtigung beispielsweise der Wandstärke und/oder der chemische Zusammensetzung des noch unvergüteten Grundkörpers wird eine zutreffende Bestimmung der Haltezeit vorgenommen, so dass sich die oben genannten Eigenschaften (ausferritische Mikrostruktur, ausferritisches Härten) einstellen.Advantageously, the base body can only be heated to a temperature of e.g. 850 ° C to 950 ° C are heated. Its heating can be carried out particularly preferably in the context of its special heat treatment, as defined above. In this context, it is envisaged that the heating can take place in a suitable oven. Particularly preferably, the heating can take place under protective gas. Taking into account, for example, the wall thickness and / or the chemical composition of the still ungutted base body, an appropriate determination of the holding time is made, so that the above properties (ausferritische microstructure, ausferritisches hardening) set.

Im Anschluss an die Erwärmung des bereits mechanisch bearbeiteten Grundkörpers ist vorgesehen, dass dieser im Rahmen der Sonderwärmebehandlung nach seiner Erwärmung in einem Salzbad abgekühlt werden kann. Bevorzugt kann die Temperatur des Salzbades für die Umwandlung in einem Temperaturbereich von 220 °C bis 450 °C liegen. Weiterhin bevorzugt kann die Umwandlungszeit durchaus mehrere Stunden betragen. In vorteilhafter Weise wird die Umwandlungszeit so festgelegt, dass sich bevorzugt eine über 90%ige, im Idealfall 100%ige Umwandlung in ausferritisches Gusseisen ergibt.Following the heating of the already mechanically processed body is provided that this can be cooled in the context of special heat treatment after its heating in a salt bath. Preferably, the temperature of the salt bath for the conversion may be in a temperature range of 220 ° C to 450 ° C. Further preferably, the conversion time may well be several hours. Advantageously, the conversion time is set to give preferably over 90%, ideally 100% conversion to ausferritic cast iron.

Bei dem fertigen Bauteil handelt es sich um einen Motorblock. Auf diese Weise lassen sich die vorteilhaften Eigenschaften des sonderwärmebehandelten Gusseisens mit der erfindungsgemäßen einfachen und kostengünstigen Herstellung für Motorblöcke kombinieren.The finished component is an engine block. In this way, the advantageous properties of the heat-treated cast iron can be combined with the inventive simple and inexpensive production for engine blocks.

Zwar geht die Erfindung von keiner wesentlichen oder einer zumindest homogenen Formänderung des Grundkörpers während seiner Sonderwärmebehandlung aus. Allerdings wird es als vorteilhaft angesehen, wenn bereits bei der mechanischen Bearbeitung des Grundkörpers eine mögliche Formänderung durch seine anschließende Sonderwärmebehandlung also Vergütung entsprechende Berücksichtigung finden kann. Hierzu können beispielsweise etwaige Öffnungen im Rahmen der vor der Sonderwärmebehandlung erfolgenden mechanischen Bearbeitung entsprechend kleiner oder größer ausgeführt werden, so dass diese nach der Sonderwärmebehandlung bereits eine hohe Maßhaltigkeit aufweisen.Although the invention of no significant or at least homogeneous shape change of the body during its special heat treatment. However, it is considered advantageous if a possible change in shape can already be taken into account by its subsequent special heat treatment, ie compensation, during the mechanical processing of the basic body. For this purpose, for example, any openings in the context of taking place before the special heat treatment mechanical processing can be performed correspondingly smaller or larger, so that they already have a high dimensional stability after the special heat treatment.

Nach einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung kann der durch die Sonderwärmebehandlung bereits vergütete Grundkörper anschließend zumindest bereichsweise nachbearbeitet werden. Hierdurch können beispielsweise Oberflächenbereiche des Grundkörpers auf ihr Endmaß gebracht werden.According to an advantageous development of the invention, the already tempered by the special heat treatment body can subsequently at least partially reworked. As a result, for example, surface areas of the base body can be brought to their final dimensions.

Zwar stehen der Nachbearbeitung auch hier die durch die Vergütung verbesserten Eigenschaften des nunmehr sonderwärmebehandelten Gusseisens quasi entgegen, allerdings in einem nur geringen Maße. Mit anderen Worten sind zu diesem Zeitpunkt die hauptsächlichen mechanischen Bearbeitungen bereits erfolgt, so dass sich die Nachbearbeitung im Wesentlichen nur noch auf die Ausbildung der gewünschten Endmaße reduzieren lässt.Although the post-processing here, too, are somewhat counteracted by the improved properties of the now heat-treated cast iron, but to a lesser extent. In other words, the main mechanical processes have already taken place at this time, so that the post-processing can essentially only be reduced to the formation of the desired final dimensions.

Im Zusammenhang mit der Nachbearbeitung ist ferner angedacht, dass auch erst zu diesem Zeitpunkt mindestens eine Öffnung des durch die Sonderwärmebehandlung bereits vergüteten Grundkörpers im Anschluss zumindest teilweise auf ihr endgültiges Maß nachbearbeitet werden kann. Im Rahmen der Erfindung wird unter einer Öffnung auch eine Bohrung verstanden. Zudem wird auf die vorherigen Ausführungen hinsichtlich des Honens und/oder Bohrens verwiesen.In connection with the post-processing, it is further contemplated that at least one opening of the base body, which has already been tempered by the special heat treatment, can be subsequently at least partially reworked to its final dimension only at this time. In the context of the invention, an opening is also understood to mean a hole. In addition, reference is made to the previous comments regarding honing and / or drilling.

Auch kann im Rahmen der Nachbearbeitung die mindestens eine Öffnung des durch die Sonderwärmebehandlung bereits vergüteten Grundkörpers anschließend zumindest teilweise mit einem Gewinde versehen werden. Hierdurch wird eine hohe Maßhaltigkeit des erforderlichen Gewindes erreicht, bei gleichzeitig geringem Aufwand.Also, as part of the post-processing, the at least one opening of the base body, which has already been tempered by the special heat treatment, can then be at least partially provided with a thread. As a result, a high dimensional accuracy of the required thread is achieved, at the same time little effort.

1 zeigt einen Herstellungsprozess beispielhaft eines Motorblockes nach dem Stand der Technik. Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden von 2 näher erläutert. Es zeigt: 1 shows a manufacturing process by way of example of a motor block according to the prior art. Further advantageous details and effects of the invention are described below 2 explained in more detail. It shows:

2 das Diagramm aus 1 unter Berücksichtigung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 the diagram 1 taking into account the method according to the invention.

1 zeigt in stilisierter Form den typischen Produktionsablauf für Bauteile aus normalen (Linie GG, durchgezogen) und aus sonderwärmebehandeltem Gusseisen (Linie AGI, durchgezogen). Dieser reicht vom Gießen H1 des Grundkörpers über dessen Vergütung durch eine Sonderwärmebehandlung H2 und die anschließende mechanische Bearbeitung H3 bis hin zum fertigen Bauteil an. Der in Diagrammform gezeigte Produktionsablauf gibt auf seiner Abszisse Auskunft über die benötigte Zeit T in Bezug auf die Kosten U, welche sich sinngemäß entlang der Ordinate erstrecken. 1 shows in stylized form the typical production process for components from normal (line GG, solid) and made of heat treated cast iron (line AGI, solid). This ranges from casting H1 of the main body over its compensation by a special heat treatment H2 and the subsequent mechanical processing H3 up to the finished component. The production process shown in diagram form gives information about the required time T with respect to the costs U, which extend mutatis mutandis along the ordinate on its abscissa.

Die obere Kurve steht dabei für die Produktion eines beliebigen aus sonderwärmebehandelten Gusseisen hergestellten Bauteil AGI, wohingegen die untere Kurve für die Produktion eines üblichen gusseisernen Bauteils GG steht. Wie zu erkennen, sind die Kosten zur Herstellung von Bauteilen aus wärmebehandeltem Gusseisen durchweg höher als bei üblichen gusseisernen Bauteilen aus Grauguss (GG). Hier ist es neben der Wärmebehandlung H2 insbesondere die mechanische Bearbeitung H3, welche besagte hohe Kosten verursacht. Dies aus dem Grunde, weil der wärmebehandelte Grundkörper wesentlich härter ist, was bei den Bearbeitungswerkzeugen zu erheblichem Verschleiß führt, so dass diese frühzeitig ersetzt, also neu beschafft werden müssen.The upper curve stands for the production of any part made of special heat-treated cast iron component AGI, whereas the lower curve stands for the production of a conventional cast-iron component GG. As can be seen, the costs for producing components made of heat-treated cast iron are consistently higher than in conventional cast-iron components made of cast iron (GG). Here, in addition to the heat treatment H2, it is in particular the mechanical processing H3 which causes said high costs. This for the reason that the heat-treated body is much harder, which leads to the processing tools to considerable wear, so they must be replaced early, so need to be procured new.

2 zeigt nun das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreichbare Ergebnis im Hinblick auf die Kosten. Zur besseren Unterscheidung wurde hierin das aus sonderwärmebehandeltem Gusseisen herstellbare Bauteil, also der Motoblock mit seiner der Sonderwärmebehandlung nachgelagerten Bearbeitung mit AGIn bezeichnet. Der Graph AGIn ist punktiert. Das Bauteil, also der Motorblock kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ersichtlich günstiger hergestellt werden. 2 now shows the achievable with the inventive method result in terms of cost. For better distinction, the component made of special heat-treated cast iron, that is, the motor block with its downstream processing of the special heat treatment, was referred to herein as AGIn. The graph AGIn is dotted. The component, so the engine block can be made visible cheaper with the method according to the invention.

Die Kosteneinsparungen liegen hierbei insbesondere in der mechanischen Bearbeitung H3, welche sich erfindungsgemäß in eine Vor-Bearbeitung H3a und eine Nach-Bearbeitung oder einem Finish H3b unterteilt. Da die wesentliche Bearbeitung im Rahmen der Vor-Bearbeitung H3a stattfindet, reduziert sich der Aufwand und somit die Kosten in der Nach-Bearbeitung oder dem Finish H3b deutlich. Allerdings muss beachtet werden, dass durch den vorgelagerten Vorbearbeitungsprozess auch bereits Kosten entstehen, wodurch der Graph AGIn zunächst im Bereich H3a und H2 nachteiliger Weise oberhalb des Graphen AGI liegt. Dieser zunächst nachteilige Kostenfaktor wird jedoch durch den geringeren Aufwand der Bearbeitung und durch den geringeren Verschleiß der Bearbeitungswerkzeuge nach der Sonderwärmehandlung mehr als aufgehoben, sogar erheblich reduziert, wie der Doppelpfeil zwischen den Graphen AGI und AGIn darlegt. Der Doppelpfeil stellt den Kostenvorteil des erfindungsgemäßen Vorgehens gegenüber dem herkömmlichen Vorgehen dar.The cost savings are here in particular in the mechanical processing H3, which according to the invention is divided into a pre-processing H3a and a post-processing or a finish H3b. Since the substantial processing takes place in the context of the pre-processing H3a, the effort and thus the costs in the post-processing or the finish H3b significantly reduced. However, it has to be considered that the upstream preprocessing process also already incurs costs, whereby the graph AGIn initially disadvantageously lies above the graph AGI in the region H3a and H2. However, this initially disadvantageous cost factor is more than offset by the lower cost of machining and the lower wear of the processing tools after the special heat treatment, even significantly reduced, as the double arrow between the graphs AGI and AGIn sets out. The double arrow represents the cost advantage of the procedure according to the invention over the conventional procedure.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

  • AGIAGI
    Graph für herkömmlich bearbeitetes BauteilGraph for conventionally machined component
    AGInAgin
    Graph für erfindungsgemäß bearbeitetes BauteilGraph for inventively processed component
    GGGG
    Gusseisen (unvergütet)Cast iron (without quality)
    H1H1
    Produktionsschritt GießenProduction step casting
    H2H2
    Produktionsschritt WärmebehandlungProduction step heat treatment
    H3H3
    Produktionsschritt mechanische Bearbeitung (allgemein)Production step mechanical processing (general)
    H3aH3a
    Produktionsschritt mechanische Vor-BearbeitungProduction step mechanical pre-processing
    H3b h3b
    Produktionsschritt mechanische Nach-BearbeitungProduction step mechanical post-processing
    TT
    ZeitTime
    UU
    Kostencosts

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1032770 B1 [0004] EP 1032770 B1 [0004]

Claims (6)

Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus sonderwärmebehandeltem Gusseisen, umfassend zumindest die Schritte Gießen eines Grundkörpers aus einem Gusseisen, Mechanische Vorbearbeitung (H3a) des Grundkörpers, wobei die mechanische Vorbearbeitung (H3a) zumindest ein bereichsweises Honen und ein Erstellen wenigstens einer Bohrung umfasst, Sonderwärmebehandlung des vorbearbeiteten Grundkörpers, wobei sich bei der Sonderwärmebehandlung eine ausferritische Mikrostruktur einstellt, Finishen (H3b) des Grundkörpers auf sein Endmaß.Method for producing a component of heat-treated cast iron, comprising at least the steps Casting a body of cast iron, Mechanical preprocessing (H3a) of the base body, wherein the mechanical pre-machining (H3a) comprises at least partial honing and creating at least one hole, Special heat treatment of the pre-machined base body, whereby the special heat treatment results in an ausritritic microstructure, finishing (H3b) of the base body to its final dimension. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanisch vorbearbeitete (H3a) Grundkörper im Rahmen seiner Sonderwärmebehandlung (H2) auf eine Temperatur von 850 °C bis 950 °C erwärmt wird.A method according to claim 1, characterized in that the mechanically pre-machined (H3a) base body is heated to a temperature of 850 ° C to 950 ° C as part of its special heat treatment (H2). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanisch bearbeitete Grundkörper im Rahmen seiner Sonderwärmebehandlung (H2) nach der Erwärmung in einem Salzbad abgekühlt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the mechanically processed base body is cooled in the course of its special heat treatment (H2) after heating in a salt bath. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper in der Form eines Motorblocks ausgebildet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the base body is formed in the form of an engine block. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der mechanischen Vorbearbeitung (H3a) eine Formänderung des Grundkörpers durch seine anschließende Sonderwärmebehandlung, also Vergütung berücksichtigt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the mechanical pre-processing (H3a) a change in shape of the base body is taken into account by its subsequent special heat treatment, ie compensation. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Öffnung des durch die Sonderwärmebehandlung (H2) bereits vergüteten Grundkörpers insbesondere durch eine mechanische Bearbeitung (H3b) anschließend zumindest teilweise mit einem Gewinde versehen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one opening of the by the special heat treatment (H2) already annealed base body is then at least partially provided with a thread, in particular by a mechanical processing (H3b).
DE102014214640.2A 2014-07-25 2014-07-25 Method for producing a component from heat-treated cast iron Ceased DE102014214640A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014214640.2A DE102014214640A1 (en) 2014-07-25 2014-07-25 Method for producing a component from heat-treated cast iron
CN201510412304.3A CN105274299A (en) 2014-07-25 2015-07-14 Process for producing a component made of heat-treated cast iron
US14/806,313 US10337089B2 (en) 2014-07-25 2015-07-22 Process for producing a component made of heat-treated cast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014214640.2A DE102014214640A1 (en) 2014-07-25 2014-07-25 Method for producing a component from heat-treated cast iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014214640A1 true DE102014214640A1 (en) 2016-01-28

Family

ID=55065496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014214640.2A Ceased DE102014214640A1 (en) 2014-07-25 2014-07-25 Method for producing a component from heat-treated cast iron

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10337089B2 (en)
CN (1) CN105274299A (en)
DE (1) DE102014214640A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10844855B2 (en) * 2016-12-30 2020-11-24 Trane International Inc. Austempered grey iron scroll and method of making thereof
JP6878998B2 (en) * 2017-03-28 2021-06-02 ブラザー工業株式会社 Fixing device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1032770B1 (en) 1997-11-29 2003-04-02 ACTech GmbH Advanced Casting Technologies Giessereitechnologie Bainitically hardened brake disk

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD158112A1 (en) 1981-05-08 1982-12-29 Roland Mann FORMATION OF MAXIMUM RESTAUSTENIT IN UNLOCKED CAST IRON WITH BALL GRAPHITE
JPS60121253A (en) 1983-12-05 1985-06-28 Nissan Motor Co Ltd Spheroidal graphite cast iron
SE464226B (en) 1988-12-13 1991-03-25 Sandvik Ab ROLLING RING, COMPOSITION OF HEAVY METAL AND MOLDING AND SET FOR MANUFACTURING THEREOF
US5082507A (en) * 1990-10-26 1992-01-21 Curry Gregory T Austempered ductile iron gear and method of making it
WO2004022792A2 (en) * 2002-09-04 2004-03-18 Intermet Corporation Austempered cast iron article and a method of making the same
DE102004056331A1 (en) * 2004-11-22 2006-05-24 Georg Fischer Fahrzeugtechnik Ag Ductile cast iron alloy and method for producing castings from nodular cast iron alloy
DE102005028588A1 (en) 2005-06-21 2007-01-11 Volkswagen Ag Motor vehicle internal combustion engine cylinder liner has liner made of austenitic ferrous cast iron in aluminium cylinder block
SE531107C2 (en) * 2006-12-16 2008-12-23 Indexator Ab Method
DE102010010991A1 (en) 2010-03-10 2011-09-15 Eisenwerk Brühl GmbH Engine block for diesel applications such as in highly stressed motors, comprises a crankcase, a cylinder block and/or a cylinder crankcase, and a cast iron material having structural matrix
CN102251167B (en) * 2011-06-29 2013-09-11 乐金电子(秦皇岛)有限公司 Manufacture method of slip sheet of air conditioner compressor
CN102389960B (en) * 2011-10-27 2013-03-20 王怀林 Casting and heat treatment production method of mechanical concrete pump piping
CN103103321A (en) * 2011-11-12 2013-05-15 贾维静 Isothermal quenching process
KR101294671B1 (en) * 2011-11-14 2013-08-09 엘지전자 주식회사 Nodula graphite cast iron and manufacturing method of vane using the same
CN103060665A (en) * 2012-11-13 2013-04-24 安徽春辉仪表线缆集团有限公司 Method for casting valve rod for manufacturing plug valve

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1032770B1 (en) 1997-11-29 2003-04-02 ACTech GmbH Advanced Casting Technologies Giessereitechnologie Bainitically hardened brake disk

Also Published As

Publication number Publication date
US20160024622A1 (en) 2016-01-28
US10337089B2 (en) 2019-07-02
CN105274299A (en) 2016-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1508416A1 (en) Process for the production of steel parts
EP3581668A1 (en) Method for producing a component from gamma tial and correspondingly manufactured component
EP1743103A1 (en) Ball element for two-part ball pivot and corresponding method of production
DE102009056038A1 (en) Method for manufacturing bearing ring for roller bearing, particularly for thin-section bearing, involves rolling wire and bending wire in partial ring- or ring shape
DE3229115A1 (en) METHOD FOR PRODUCING THE TEETH OF HIGH-PERFORMANCE GEARS
AT511432A4 (en) METHOD FOR PRODUCING A SLIDING BEARING ELEMENT
DE102011080225A1 (en) Method and treatment element blank for producing a treatment element for a screw machine
DE102014214640A1 (en) Method for producing a component from heat-treated cast iron
DE102015208752A1 (en) Process for semi-hot forming high tensile strength steel sheets
DE102014203841A1 (en) Rotor for an exhaust gas turbocharger
DE102014222526A1 (en) Method and device for the generative production of at least one component region of a component
DE102014007867A1 (en) Process for heat treating a nickel-based alloy workpiece
DE102012010696B4 (en) Heat treatment process for a variety of light metal components
DE102020004685A1 (en) Process for producing a surface-treated solid component from a steel material and such a component
DE102011104400A1 (en) Manufacturing a shaft, preferably crankshaft, eccentric shaft, balancing shaft, comprises producing the shaft made of a steel having carbon content, partially or completely carburizing a heavily loaded region, and locally hardening
DE102015223960A1 (en) Method for producing a cast component
DE102019209420A1 (en) Friction brake body for a friction brake, friction brake and method for producing a friction brake body
EP1699941B1 (en) Crankshaft comprising a combined gear wheel and method for the production and use of said crankshaft
DE102013210258A1 (en) Method of making a cam
DE102014008197A1 (en) Method for producing a hollow body component
DE1558022B2 (en) PROCESS FOR INCREASING THE SURFACE STRENGTH OF HARDENED WORKPIECES WITH A CURVED SURFACE
DE10103445B4 (en) Steel material with high fatigue strength and method for producing the steel material
DE1483022C2 (en) Process for the manufacture of torsion bars
DE102012013778A1 (en) Forming tool for massive forming of metal material, has die cavity that is formed corresponding to the shape of component, whose regions with steel material, are formed with different material properties
DE102011002003A1 (en) Gear rack, useful for a steering gear of a motor vehicle e.g. a car, comprises a gearing, and a near-surface hardened zone formed in the gearing, where the gearing comprises a gearing head and gearing flanks

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: C21D0001460000

Ipc: C21D0005000000

R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final